2022 Fiscal Year Annual Research Report
がん細胞で頑強に維持される超アセチル化エピゲノムを操作する
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20H03388
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
梅原 崇史 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (20415095)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | エピジェネティクス / クロマチン / ヒストン / 遺伝子発現 / がん / 阻害剤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ヒストンが超アセチル化された特徴を持つスーパーエンハンサーのインフォマティクス解析と、薬剤投与およびゲノム編集による機能解析を通して、がん細胞株における幹細胞性の制御可能性を検討することを目的としている。本年度は、ヒストンH4の超アセチル化（H4K5acK8ac）を指標として昨年度までに同定したヒト膠芽腫細胞群における「スーパーエンハンサー」について、従来からのスーパーエンハンサーの同定基準の一つであるヒストンH3のK27アセチル化（H3K27ac）との対比による機能解析を進めた。H4K5acK8acと比べてH3K27acが優先的に濃縮しているスーパーエンハンサーのクロマチン領域をCRISPR/Cas9システムで選択的に除去し、この領域がヒト膠芽腫細胞株の幹細胞性と幹細胞制御遺伝子の発現に与える影響を定量的に解析した。その結果、検討した複数のクロマチン領域において、H3K27acと比べてH4K5acK8acが優先的に濃縮しているスーパーエンハンサーのクロマチン領域の除去と比較すると、膠芽腫の幹細胞性と幹細胞制御遺伝子の発現は影響を受けないことがわかった。これにより、スーパーエンハンサーを同定するためのクロマチンマークとしてH4K5acK8acがH3K27acと異なる有用性を持つことが明らかとなった。さらに、ヒストンH4のN末端テイルの特定のリジン残基を事前にアセチル化したヌクレオソームを調製し、ヒストンアセチル化酵素のp300のマルチドメインとアセチル化ヌクレオソームとの複合体化を検討することにより、両者の親和性について生化学的なアッセイを行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
計画の主要な成果について論文のリバイズ投稿に至り、アセチル化の制御分子機構に迫る課題にも着手できているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
ヒストンH4の超アセチル化がスーパーエンハンサーの機能発揮に果たす役割は論文投稿に至っているため、ヒストンH4の超アセチル化によってクロマチンにおけるアセチル化の読み書きがどのような制御分子機構で担われるのかについて重点的に解析を進める。
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[Presentation] Epigenetic mechanisms to propagate histone acetylation by p300/CBP2023
Author(s)
Kikuchi, M., Morita, S., Wakamori, M., Sato, S., Uchikubo-Kamo, T., Shirouzu, M., Umehara, T.
Organizer
RIKEN BDR Symposium 2023: Transitions in Biological Systems
Int'l Joint Research
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[Presentation] Defining super-enhancer landscape by histone H4 multi-acetylation level in glioblastoma stem-like cells2022
Author(s)
Das, N.D., Chang, J-.C., Hon, C-.C., Kelly, T., Ito, S., Lizio, M., Kaczkowski, B., Watanabe, H., Katsushima, K., Natsume, A., Koseki, H., Kondo, Y., Minoda, A., Umehara, T.
Organizer
第45回 日本分子生物学会年会
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